兩個狀態(tài)作為信息處理單元，一次只能處理一個非0即1的單一狀態(tài)。那么一個量子位就如同沒有打開容器時“薛定諤的貓”，計算過程中可以同時疊加0和1的狀態(tài)。也就是說，當(dāng)計算過程有10個量子位時，計算機有了“分身”，量子比特記錄的不再是一個10位二進制數(shù)，而是2的10次方個二進制數(shù)。
根據(jù)相關(guān)理論，超過50個量子比特后，量子計算被認(rèn)為具有量子優(yōu)越性，即在開展特定任務(wù)時，具有超過傳統(tǒng)超級計算機的算力。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)院士郭光燦曾比喻：“量子計算機的運算能力同電子計算機相比，等同于電子計算機的運算能力同算盤相比?！?/span>
傳統(tǒng)計算機行業(yè)正面臨摩爾定律失效的窘境。每18個月計算機運算速度翻倍的摩爾定律，得益于芯片中硅晶體指數(shù)級增長。但如今，一枚晶體管尺寸已遠小于一個流感病毒，逼近物理極限。當(dāng)達到物理極限后，計算機的運算速度又該如何保證？
華安證券分析師尹沿技的答案是：只有超越經(jīng)典計算的量子計算。
02最大競爭對手
美國和歐盟
既然量子通信和量子計算互為矛盾，兩者發(fā)展上是否有先后側(cè)重？
中國的量子通信發(fā)展從2016年起開始有全球領(lǐng)先成果，似乎早于量子計算的發(fā)展。在科大國盾量子技術(shù)股份有限公司項目總監(jiān)周雷看來，2010年，國內(nèi)量子計算和量子通信開始并行發(fā)展。但目前量子計算成熟度低于量子通信。
目前量子計算仍處于發(fā)展早期，即便“九章”也只能在處理特定問題上有優(yōu)勢，而量子保密通信已可以實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)技術(shù)來保護信息安全。
對于量子通信先行，周雷表示“盾”在手，可以更長期有效抵御計算破譯，其中包括量子計算破譯。
不止國內(nèi)，目前量子作為前沿技術(shù)已獲德國、美國等多個國家的追捧，競爭日趨激烈。
早在2016年，歐盟宣布將量子技術(shù)作為新的旗艦科研項目。不久前，德國表示計劃2021年建成當(dāng)?shù)厥着_量子計算機，并在5 到10 年后推動相關(guān)新技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
美國于2018年啟動“國家量子行動法案”，全方位加速量子科技的研發(fā)與應(yīng)用。今年7月，美國能源部公布量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略藍圖，提出要確保美國處于全球量子競賽的前列，并計劃成立5個專注于量子信息科技的研究中心。
一位業(yè)內(nèi)人士告訴《IT時報》記者，“九章”是我國在光量子體系實現(xiàn)首個超越早期經(jīng)典計算機能力的光量子計算原型機，而在超冷原子體系，目前我國與歐美發(fā)達國家處于并跑狀態(tài)，“從整體上看，我們的量子計算與美國相比還差一點距離，還在趕超他們”。
量子通信方面，周雷認(rèn)為，我國高度重視量子信息科技的發(fā)展，在“新舉國體制”下，我國在量子科技領(lǐng)域突破了一系列重要科學(xué)問題和關(guān)鍵核心技術(shù)，并初步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)了一些量子通信基礎(chǔ)設(shè)施。
據(jù)悉，我國計劃2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。
目前國家廣域量子骨干網(wǎng)、山東“齊魯干線”、廣東粵港澳量子通信骨干網(wǎng)、江淮量子網(wǎng)、國防領(lǐng)域量子通信項目、量子通信衛(wèi)星等多個重大工程仍處于在建狀態(tài)。
“量子互聯(lián)網(wǎng)”正成為各國發(fā)展的目標(biāo)。今年5月，歐盟表示，將推動量子通信與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用相結(jié)合，開發(fā)可用于全球安全密鑰分發(fā)、基于衛(wèi)星